本发明涉及用户接口设备的领域。更具体地，本发明涉及单元内触觉。
背景技术：
计算设备可以使用视觉、音频和触觉反馈来向用户提供信息。但这种触觉反馈通常由对于当今逐渐变小的计算设备来说过于大、昂贵且笨重的触觉输出设备提供。需要更小、更便宜且更容易与计算设备集成的新型触觉输出设备。
技术实现要素：
本公开的一个示例包括用于显示一个或多个图像的视觉显示器。视觉显示器可以包括形成视觉显示器的像素的触觉使能单元。触觉使能单元可以包括阳极、阴极、和/或包括发光材料的发光元件，该发光元件位于阳极和阴极之间。发光材料可被配置为响应于由阳极或阴极传送的电信号来发出可见光。触觉使能单元可以包括被配置为响应于触觉信号来输出触觉效果的触觉输出设备。
本公开的另一示例包括一种制造视觉显示器的方法，该视觉显示器包括形成视觉显示器的像素的触觉使能单元。该方法可以包括将阳极耦合到触觉使能单元的基底基板。该方法可以包括将包括发光材料的发光元件电耦合到阳极。发光材料可被配置为响应于由阳极或阴极传送的电信号来发出可见光。该方法可以包括将阴极电耦合到发光元件。该方法可以包括将触觉输出设备耦合到基底基板。触觉输出设备可被配置为响应于触觉信号来输出触觉效果。
本公开的又一示例包括一种用于操作包括触觉使能单元的显示器的方法。该方法可以包括提供包括多个触觉使能单元的视觉显示器，该多个触觉使能单元形成视觉显示器的多个像素。多个触觉使能单元中的每个触觉使能单元可以包括阳极、阴极、和/或包括发光材料的发光元件。发光元件可以位于阳极和阴极之间。发光材料可被配置为响应于由阳极或阴极传送的电信号来发出可见光。多个触觉使能单元中的每个触觉使能单元可以包括被配置为响应于触觉信号来输出触觉效果的触觉输出设备。该方法可以包括确定要输出触觉效果。该方法可以包括基于触觉效果从多个触觉使能单元中选择触觉使能单元。该方法可以包括经由所选择的触觉使能单元的触觉输出设备来输出触觉效果。该方法的步骤中的一些或全部可以由处理设备来实现。
本公开的又一示例包括一种装置，该装置包括以矩阵布置的用于显示图像并输出触觉效果的多个触觉使能单元。多个触觉单元中的每个触觉使能单元可以包括阳极、阴极、和/或包括发光材料的发光元件。发光元件可以位于阳极和阴极之间。发光材料可被配置为响应于由阳极或阴极传送的电信号来发出可见光。多个触觉单元中的每个触觉使能单元可以包括被配置为响应于触觉信号来输出触觉效果的触觉输出设备。
提及这些说明性实施例不是为了限制本主题或定义本主题的限制，而是为了提供示例以辅助对其的理解。在具体实施方式中讨论了说明性示例，并且在其中提供了进一步的描述。可以通过检查本说明书和/或通过实施所要求保护的主题的一个或多个实施例来进一步理解各个示例所提供的优势。
附图说明
在本说明书的其余部分更具体地阐述了完整和可以实现的公开。本说明书参考以下附图。
图1是根据一些方面的用于产生单元内触觉的计算设备的示例。
图2是根据一些方面的触觉使能单元的示例。
图3是根据一些方面的图2的触觉使能单元的横截面侧视图。
图4是根据一些方面的触觉使能单元的另一示例。
图5是根据一些方面的触觉使能单元的另一示例。
图6是根据一些方面的触觉使能单元的另一示例。
图7是根据一些方面的触觉使能单元的另一示例。
图8是根据一些方面的触觉使能单元的另一示例的横截面侧视图。
图9是根据一些方面的视觉显示器的示例的横截面侧视图。
图10是根据一些方面的用于实现单元内触觉的计算设备的示例的框图。
图11是根据一些方面的用于制造包括触觉使能单元的视觉显示器的过程的示例的流程图。
图12是根据一些方面的用于操作包括触觉使能单元的视觉显示器的过程的示例的流程图。
图13是根据一些方面的触觉使能单元的另一示例的分解图。
图14a-b是根据一些方面的用于产生单元内触觉的车辆计算系统的示例。
具体实施方式
现在将详细参考各个示例和替代的说明性示例和附图。每个实例通过解释的方式被提供，并且不作为限制。对于本领域技术人员明显的是，可以做出修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分而被示出或描述的特征可用于另一实施例中以产生又一实施例。因此，本公开旨在包括落入所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。
单元内触觉的说明性示例
本公开的一个说明性示例包括诸如智能电话之类的移动设备。移动设备具有触敏的视觉显示器。例如，视觉显示器可以检测接触并将与接触相关联的传感器信号发送到内部处理设备。
视觉显示器包括触觉使能单元的矩阵。每个触觉使能单元包括集成在单个单元中的视觉显示组件和触觉组件，该单个单元形成视觉显示器的像素。在一个示例中，触觉使能单元包括阳极、阴极和包括发光材料的发光元件。发光元件可以位于(例如，空间定位、机械耦合、电耦合、或其任何组合)阳极和阴极之间。发光材料响应于由阳极、阴极或两者传送的电信号而发出可见光。用户可以将可见光感知为某种颜色，例如红色、绿色、或蓝色。触觉使能单元还包括用于输出触觉效果的触觉输出设备。触觉输出设备的示例包括智能材料、压电材料、形状记忆合金、或其任何组合。触觉输出设备可以与发光元件分开并且可以选择性地控制。因此，单个触觉使能单元可以输出图像的像素、触觉效果或两者。包括触觉使能单元的视觉显示器可以比其他类型的触觉反馈设备更薄、更便宜、更精确地可控并且更容易制造。
移动设备操作触觉使能单元以输出图像和触觉效果。例如，移动设备可以操作触觉使能单元以输出例如用于多媒体播放器的图形用户界面(gui)。如果用户按压gui中的按钮(例如，用于回放视频内容或音频内容的播放按钮)，则移动设备可以响应地使得触觉使能单元输出触觉效果。例如，移动设备可以使得触觉使能单元的触觉输出设备在用户接触gui中的按钮时产生振动。用户可以感知视觉显示器的表面处的振动。在一些示例中，振动被配置为向用户提供信息，例如，移动设备检测到按钮按压的确认。
移动设备可以按顺序或一致地操作任意数目和组合的触觉使能单元以输出任意数目和组合的图像和触觉效果。例如，移动设备可以同时操作所有触觉使能单元以使得整个视觉显示器振动。作为另一示例，移动设备可以操作视觉显示器的特定区域中的触觉使能单元以提供局部触觉效果。作为又一示例，移动设备可以以特定顺序独立地操作一系列触觉使能单元以提供例如模拟移动的触觉效果。
以上说明性示例的描述仅被提供为示例，不限制或限定本主题的限制。本文描述了各种其他示例，并且本领域技术人员将理解这些示例的变体。可以通过检查本说明书和/或通过实施所要求保护的主题的一个或多个实施例来进一步理解各个示例所提供的优势。
用于单元内触觉的说明性系统和设备
图1是根据一些方面的用于产生单元内触觉的计算设备100的示例。在该示例中，计算设备100是智能电话。在其他示例中，计算设备100可以包括：平板计算机、电子阅读器、游戏系统、个人管理器、膝上型计算机、车辆计算机、台式计算机、自助服务终端、仪表板、照相机、警报系统、音乐播放器、医疗设备、电视机、计算机显示器、或具有视觉显示器的任何其他设备。在一些示例中，计算设备100是可穿戴设备，例如，手表、手环、臂带、眼镜、手套、腕带、手镯等。
计算设备100包括视觉显示器102。视觉显示器102可以包括发光二极管(led)显示器、有机发光二极管(oled)显示器、液晶显示器(lcd)、或等离子显示器。在一些示例中，视觉显示器102是触摸屏显示器，用户通过该触摸屏显示器向计算设备100提供输入并从计算设备100接收输出。计算设备100还可以具有其他用户接口组件，例如，按钮106、滑块、开关、旋钮、或其任何组合。
视觉显示器102包括一个或多个触觉使能单元，例如，触觉使能单元104。触觉使能单元可以以矩阵或其他配置来布置。在一些示例中，单个触觉使能单元形成视觉显示器102的单个像素。在其他示例中，单个触觉使能单元形成视觉显示器102的多个像素。视觉显示器102可以包括按照任意适当的布置的任何数目和组合的触觉使能单元。
图2示出了触觉使能单元104的示例。在该示例中，触觉使能单元104包括基底基板202。基底基板202是在其上可以形成触觉使能单元104的其他层的基础层。基底基板202可以包括金属箔、塑料、硅、锗、铝、蓝宝石、或其任何组合。在一些示例中，基底基板202小于2毫米(mm)厚。
触觉使能单元104还包括一个或多个阳极204a-b。阳极204a-b可以位于基底基板202上。阳极204a-b包括用于传送电信号的导电材料。导电材料的示例包括金、铜、铅、镍、铝、锌、或其任何组合。
触觉使能单元104还包括包含一种或多种发光材料的一个或多个发光元件206a-b、208a-b。发光元件206a-b、208a-b的示例可以包括发光二极管。发光材料的示例包括：铟锡氧化物(ito)、铝锌氧化物、石墨、砷化镓(gaas)、磷化镓(gap)、铟镓氮化物(ingan)、铝镓铟磷酸盐(algainp)、铝砷化镓(algaas)、灯丝、气体组分、或其任意组合。在一些实例中，发光材料可以包括有机层或聚合物，例如，聚(对亚苯基亚乙烯基)(ppv)。发光元件206a-b、208a-b可以位于阳极204a-b上。例如，发光元件206a-b、208a-b可被电耦合到阳极204a-b并位于其上方。发光元件206a-b、208a-b在受到刺激时发出可见光。例如，发光元件206a-b、208a-b可以响应于施加到发光元件206a-b、208a-b的电信号(例如，电流、电压、电场等)而发出可见光。
发光元件206a-b可以包括与发光元件208a-b不同的材料。这可能导致发光元件206a-b产生与发光元件208a-b不同的颜色。例如，发光元件206a-b可以产生红色。发光元件208a-b可以产生蓝色。触觉使能单元104可以包括用于产生任何数目和组合的颜色(例如，红色、蓝色、绿色、黄色等)的任何数目和组合的发光元件206a-b、208a-b。
触觉使能单元104还包括阴极212a-b。阴极212a-b可以位于发光元件206a-b、208a-b上。例如，阴极212a-b可被电耦合到发光元件206a-b、208a-b并位于其上方。阴极212a-b包括用于传送电信号的导电材料。电信号可以选择性地施加到阳极204a-b、阴极212a-b或二者以刺激发光元件206a-b、208a-b中的一个或多个发光元件来产生可见光(例如，针对视觉显示器102的像素)。
触觉使能单元104还包括触觉输出设备210。触觉输出设备210的示例包括：介电弹性体、聚偏氟乙烯(pvdf)、大纤维复合材料(mfc)材料、电活性聚合物、压电材料、智能材料(例如，智能凝胶)、流变流体、形状记忆材料(例如，合金或陶瓷)、或其任何组合。触觉输出设备210响应于刺激而输出触觉效果。刺激的示例包括施加到触觉输出设备210的电、热、或化学物质；跨触觉输出设备210施加的电场或磁场；或其任何组合。在一些示例中，触觉输出设备210小于2mm厚。
在图2所示的示例中，触觉输出设备210位于阳极204a-b中的一个或多个上方。电极214(例如，阴极)位于触觉输出设备210的上方。触觉输出设备210通过在阳极204a-b中的至少一个和电极214之间产生电压来选择性地操作，由此跨触觉输出设备210施加电压。在一个示例中，跨触觉输出设备210的电压可以使得触觉输出设备210在尺寸上扩张和收缩，从而产生振动。用户可以将振动感知为振动触觉效应。在另一示例中，触觉输出设备210包括响应于电压而产生热量的电阻材料。用户可以将热量感知为热触觉效应。在又一示例中，跨触觉输出设备210的电压使得触觉输出设备210在形状上变形(例如，弯曲、折曲或扭曲)。触觉输出设备210的变形可以对上基板施加力(例如，如关于图3所讨论的)，使得上基板在形状上变形。这进而可以使得视觉显示器的表面在形状上变形。用户可以将视觉显示器的表面的变形感知为变形触觉效果。触觉输出设备210可被配置为生成任何数目和组合的触觉效果。
在一些示例中，整个触觉输出设备210被一次全部致动以产生触觉效果。例如，经由电极214对触觉输出设备210施加电流可以使得整个触觉输出设备210弯曲、振动、变形、或以其他方式产生触觉效果。在其他示例中，仅触觉输出设备210的一部分被致动以生成触觉效果。例如，可以在电极214和阳极204a之间产生电压，由此跨仅触觉输出设备210的部分216施加电压。这可以使得仅触觉输出设备210的部分216弯曲、振动、变形、或以其他方式产生触觉效果。在一些示例中，触觉输出设备210的部分216可以与触觉输出设备210的其他部分(例如，电极214和阳极204b之间的另一部分)单独地致动。任何数目和组合的触觉输出设备210的部分可被顺序地或一致地致动以生成触觉效果。
图3示出了触觉使能单元104的横截面侧视图。如图所示，触觉使能单元104包括基底基板202、阳极204a、发光元件206a、208a、阴极212a-b、触觉输出设备210、以及电极214。触觉使能单元104还包括上基板302，为了清楚性将其从图2省略。上基板302可以位于阴极212a-b、电极214或两者的上方。上基板302可以保护触觉使能单元104免受损坏、防止触觉使能单元之间的电通信或干扰、或两者。其他示例可以省略上基板302。
触觉使能单元104的组件可以是柔性的。例如，基底基板202、阳极204a-b、发光元件206a-b、208a-b、阴极212a-b、触觉输出设备210、电极214、上基板302、或其任何组合可以是柔性的。这可能使得触觉使能单元104是柔性的，这进而可能使得一些或全部的视觉显示器102是柔性的。在一些示例中，触觉使能单元104的组件是光学透明的。例如，基底基板202、阳极204a-b、发光元件206a-b、208a-b、阴极212a-b、触觉输出设备210、电极214、上基板302、或其任何组合可以是光学透明或半透明的。这可以减少视觉阻塞。
在一些示例中，触觉使能单元104包括用于检测与视觉显示器的接触的触摸传感器。触摸传感器可以从触觉使能单元104的上述组件中的一个或多个组件形成，或者经由包括在触觉使能单元104中的附加组件形成。在一个示例中，阴极212a和用户的手指之间的电容可以通过监测阴极212a上的电压变化来感测，从而形成触摸传感器。在另一示例中，阳极204a和用户的手指之间的电容可以通过监测阳极204a上的电压变化来感测，从而形成触摸传感器。
本文描述的示例是说明性的并且不旨在是限制性的。触觉使能单元104可以包括任何数目、组合和配置的上述组件，以及附加的或不同的组件。例如，触觉使能单元104可以缺少发光元件206a-b、208a-b。作为另一示例，触觉使能单元104可以包括一个或多个晶体管、滤光器、液晶、和/或其他组件。在其中视觉显示器102是有源矩阵oled显示器的另一示例中，每个单独的触觉使能单元104可以包括用于开启或关闭像素的薄膜晶体管背板。
图4是根据一些方面的触觉使能单元104的另一示例。在图4中，触觉使能单元104包括被耦合到每个发光元件的多个阳极204a-b。例如，三个阳极204a位于发光元件206b、208b下方。触觉使能单元104还包括被耦合到每个发光元件的多个阴极212a-b。例如，三个阴极212a位于发光元件206a-b上方。包括针对每个发光元件的多个阳极204a-b和/或多个阴极212a-b可以实现对发光元件的更精细的控制(例如，针对像素产生不同的色调、饱和度和亮度)。
在图4所示的示例中，触觉输出设备210位于电极214和阴极212a-b中的一个或多个之间。触觉输出设备210可以通过在阴极212a-b中的至少一个和电极214之间产生电压来选择性地操作，由此跨触觉输出设备210施加电压。
图5示出了触觉使能单元104的另一示例。在图5中，触觉输出设备210可以经由两个电极214a-b选择性地控制。电极214a-b与阳极204a-b和阴极212a-b分离，并且电极214a-b可以跨越触觉输出设备210的整个长度。触觉输出设备210还更短、更薄、或者以其他方式在形状或尺寸上不同于此前的附图的触觉输出设备。触觉输出设备210可以具有任何合适的尺寸或形状。
图6是触觉使能单元104的另一示例。在图6中，触觉使能单元104包括两个触觉输出设备210a-b。触觉输出设备210a可以经由阳极204b和电极214a选择性地控制。触觉输出设备210b可以经由阳极204a和电极214b选择性地控制。触觉使能单元104可以包括用于产生任何数目和组合的触觉效果的按照任意配置或方向的任何数目和组合的触觉输出设备。
图7示出了触觉使能单元104的另一示例。在图7中，触觉输出设备210被合并到诸如发光元件206b之类的发光元件中。尽管触觉输出设备210在图7中被示出为位于阳极204a与阴极212a之间，但在其他示例中，触觉输出设备210可位于发光元件中的其他位置。触觉输出设备210可以通过经由阳极204a、阴极212a或两者传送电信号来与发光元件206b独立地或同时地操作。
图8是根据一些方面的触觉使能单元104的另一示例的横截面侧视图。在该示例中，触觉输出设备210被耦合到基底基板202、上基板302或两者。例如，触觉输出设备210可以使用胶水、环氧树脂、或其他粘合剂粘合到上基板302。
基底基板202、上基板302或两者可以是不均匀的形状。例如，基底基板202包括凹陷区域802a，并且上基板302包括另一凹陷区域802b。凹陷区域802a-b可以比基板202、302的其他区域更薄。例如，凹陷区域802a可以是0.5mm厚，而基底基板202的另一部分可以是1mm(或更多)厚。基板202、302的减小的厚度可以使得由触觉输出设备210产生的触觉效果(例如，振动)更容易地传播通过基板202、302。与如果基板202、302中的一者或两者不包括凹陷区域802a-b相比，用户可能感知到这类触觉效果更强烈。基板202、302中的一者或两者可以包括用于改善或抑制触觉效果通过(一个或多个)基板的传播的任意数目和组合的凹陷区域、丘、槽、隆起、变形、或其他特征。
在一些示例中，基板202、302包括被配置为改善或抑制触觉效应通过基板202、302的传播的材料。例如，上基板302可以包括橡胶材料以抑制由触觉输出设备210产生的触觉效应。作为另一示例，上基板302可以包括刚性材料以改善由触觉输出设备210产生的触觉效果的传输。
触觉使能单元104的其他组件的物理特性可以额外地或替代地被配置为改善或抑制触觉效果通过触觉使能单元104的传播。例如，阳极204a、阴极212a-b、电极214、或其任何组合可以从刚性材料形成以改善由触觉输出设备210产生的触觉效果的传输。
形成视觉显示器102的触觉使能单元的物理特性可被具体地配置为产生任何期望的触觉结果。例如，触觉使能单元的物理特性可被配置为使得跨视觉显示器102的表面触觉效果被感知为具有一致的强度水平。作为另一示例，触觉使能单元的物理特性可被配置为使得在视觉显示器102的表面的不同区域处触觉效果被感知为具有不同的强度水平。
图9示出了视觉显示器102的示例的横截面侧视图。在该示例中，视觉显示器102包括下基板902。下基板902可以包括玻璃材料，例如，薄膜晶体管(tft)。视觉显示器102还包括下导电层904。下导电层904可以位于下基板902上方并且包括导电材料。视觉显示器102还包括一层触觉使能单元906。该层触觉使能单元906可以位于下导电层904上方。每个触觉使能单元可以形成视觉显示器102的像素。触觉使能单元可以包括任何数目和组合的上述示例。视觉显示器102还包括上基板908。上基板908可以位于该层触觉使能单元906的上方并且包括玻璃材料，例如，滤色器(cf)玻璃。视觉显示器102还包括上导电层910。上导电层910可以位于上基板908上方并且包括导电材料，例如，铟锡氧化物(ito)。最后，视觉显示器102包括偏振器层912。偏振器层912可以位于上导电层910上方并且包括玻璃材料。视觉显示器102的组件中的一些或全部可以是光学透明或半透明的。并且视觉显示器102的组件中的一些或全部可以是柔性的以使得视觉显示器102能够折曲、弯曲、或以其他方式变形。
在该示例中，视觉显示器102是能够检测用户输入的触摸屏显示器。例如，视觉显示器102可以是电阻式触摸屏显示器，其中，与偏振器层912的用户交互使得上导电层910变形并接触下导电层904。这可以完成通过其可以检测用户交互的电子电路。作为另一示例，视觉显示器102可以是电容式触摸屏显示器，其中，与偏振器层912的用户交互改变电容。可以检测到电容变化并指示发生了用户交互。
在其他示例中，视觉显示器102可以包括与图9中示出的组件相比更多、更少或不同的部件。例如，视觉显示器102可以不包括偏振器层912。作为另一示例，视觉显示器102可以包括防眩光层。在一些示例中，视觉显示器102可以不包括下导电层904、上导电层910或两者(例如，因为视觉显示器102不是触敏的，或者因为触摸传感器被集成在触觉使能单元中)。
图10是根据一些方面的用于实现单元内触觉的计算设备100的示例的框图。在该示例中，计算设备100包括经由总线1006与其他硬件相接口的处理器1002。存储器1004(其可以包括任何合适的有形(且非暂态)计算机可读介质，例如，ram、rom、eeprom等)可以体现配置计算设备100的操作的程序组件。在一些实施例中，计算设备100还可包括一个或多个网络接口设备1010、输入/输出(i/o)接口组件1012和附加存储装置1014。
网络接口设备1010可以表示促进网络连接或以其他方式促进电子设备之间的通信的任何组件中的一个或多个。示例包括但不限于有线接口(例如，以太网、usb、ieee1394)和/或无线接口(例如，ieee802.11、蓝牙、近场通信(nfc)接口、rfid接口、或用于接入蜂窝电话网络的无线电接口(例如，用于接入cdma、gsm、umts、或其他移动通信网络的收发器/天线))。
i/o组件1012可被用于促进到设备的连接，例如，一个或多个视觉显示器102、键盘、鼠标、扬声器、麦克风、按钮、和/或用于输入数据或输出数据的其他硬件。存储装置1014表示非易失性存储装置，例如，包括在计算设备100中或耦合到处理器1002的只读存储器、闪速存储器、铁电ram(f-ram)、磁、光学或其他存储介质。
计算设备100可以包括视觉显示器102。替代地，计算设备100可以与视觉显示器102物理地分离但被电耦合到视觉显示器102(例如，如果计算设备100是台式计算机并且视觉显示器102是计算机显示器)。无论哪种方式，视觉显示器102都包括一个或多个触觉使能单元104。
在一些示例中，视觉显示器102是触敏的。例如，视觉显示器102可以包括一个或多个触摸传感器1008，其被配置为检测接触并向处理器1002发送与接触相关联的信号。可以使用任意适当数目、类型或布置的触摸传感器1008。例如，电阻和/或电容传感器可被嵌入在视觉显示器102中并用于确定接触的位置和其他信息，例如，接触的压力、速度和/或方向。尽管触摸传感器108在图10中被示出为与触觉使能单元104分离的组件，但在其他示例中，触摸传感器1008被集成在触觉使能单元104中。
在一些示例中，视觉显示器102可以包括与处理器1002分离的本地处理器1032。本地处理器1032可以控制触觉使能单元104、触摸传感器1008或两者。例如，本地处理器1032可以接收来自触摸传感器1008的触摸输入、处理触摸输入、并且操作触觉使能单元104来基于触摸输入提供触觉反馈。在另一示例中，处理器1002可以向本地处理器1032传送高级命令或其他信息，本地处理器1032可以对其进行解释以产生触觉效果、视觉图像或两者。在一些示例中，本地处理器1032可以根据需要来在用于显示图像像素的显示输出模式、用于生成触觉效果的触觉输出模式、用于接收触摸输入的输入模式、或其任意组合之间切换触觉使能单元104。
在一些示例中，视觉显示器102可以根据矩阵寻址方案来控制。例如，视觉显示器102的触觉使能单元104可被布置为二维矩阵，其中，每个触觉使能单元104位于矩阵的特定行和特定列之间的交叉处。触觉使能单元104可通过激活与触觉使能单元104相关联的行和列来使能(例如，发出可见光、触觉效果或两者)，从而提供包括触觉使能单元104的闭合电流路径。在一些示例中，可以使用不同的驱动器来激活触觉使能单元104的发光元件206a和触觉输出设备210，以使得发光元件206a和触觉输出设备210是单独可控的。
在一些示例中，计算设备100包括一个或多个传感器130。(一个或多个)传感器130被配置为将传感器信号发送到处理器1002。(一个或多个)传感器130可以包括，例如，照相机、麦克风、加速度计、湿度传感器、环境光传感器、陀螺仪、gps单元、距离传感器、深度传感器、生物传感器、应变仪、和/或温度传感器。
转到存储器1004，描绘了说明性的程序组件1026和1028以示出在一些示例中可以如何配置设备以提供触觉反馈。例如，触觉效果确定模块1026可以包括基于用户输入或事件来选择要输出的触觉效果的程序代码。事件可以包括在计算设备100的操作期间可能潜在地具有相关联的触觉效果的任何交互、动作、碰撞或其他事件。例如，事件可以包括系统状态，例如，低电量或低内存；系统通知，例如，基于计算设备100接收到来电而生成的通知；发送数据；接收数据；或程序事件，例如，视频游戏中的爆炸、枪声、碰撞、角色交互、或等级提升。
触觉效果确定模块1026可以额外地或替代地包括用于选择要致动的一个或多个触觉使能单元104以生成所选择的触觉效果的程序代码。例如，触觉效果确定模块1026可以包括查找表，其将视觉显示器102上的位置与相应的触觉使能单元104相关联。触觉效果确定模块1026可以包括使处理器1002执行下列操作的程序代码：(i)确定视觉显示器102上输出触觉效果的位置，(ii)访问查找表，以及(ii)使用查找表来标识哪些触觉使能单元104对应于所确定的位置。处理器1002然后可以使得所标识的触觉使能单元104产生一个或多个触觉效果。
触觉效果生成模块1028可以包括用于生成触觉信号并将其发送到一个或多个触觉使能单元104以生成选择的触觉效果的程序代码。例如，触觉效果生成模块1028可以包括使得处理器1002访问所存储的波形的数据库、选择一个所存储的波形作为触觉信号、并且将触觉信号发送到一个或多个触觉使能单元104以生成所选择的触觉效果的程序代码。在一些示例中，触觉效果生成模块1028包括用于基于所选择的触觉效果来确定要发送到触觉启用单元104的触觉信号的算法。
应理解的是，在其他示例中，计算设备100可以包括与图10所示的组件相比更多的组件、更少的组件、不同的组件、或不同配置的组件。例如，尽管存储器1004在图10中被示出为与视觉显示器102分离，但在其他示例中，存储器1004的组件中的一些或全部可被额外地或替代地包括在视觉显示器102中(例如，供本地处理器1032使用)。
用于提供单元内触觉的说明性方法
图11是根据一些方面的用于制造包括触觉使能单元104的视觉显示器的过程的示例的流程图。该过程的步骤可以由手工、机器或两者来执行。在一些示例中，图11中所示的一个或多个步骤可以被省略或者以不同的顺序执行。类似地，还可以执行图11中未示出的附加步骤。参考上述组件描述以下步骤。
在步骤1102中，阳极204a被耦合到触觉使能单元104的基底基板202。例如，可以获得或提供(例如，从供应商、分销商或制造商)基底基板202。然后，阳极204a可被形成、沉积、粘合、蚀刻、定位、或以其他方式附接到基底基板202。
在步骤1104中，发光元件206b被耦合到阳极204a。例如，发光元件206b可被形成、沉积、粘合、定位、或以其他方式附接到阳极204a。在一些示例中，发光元件206b被电耦合到阳极204a以实现发光元件206b和阳极204a之间的电气通信(例如，电流流动)。
在步骤1106中，阴极212a被耦合到发光元件206b。例如，阴极212a可被形成、沉积、粘合、定位、或以其他方式附接到发光元件206b。在一些示例中，阴极212a被电耦合到发光元件206b以实现阴极212a和发光元件206b之间的电气通信。
在步骤1108中，触觉输出设备210被耦合到基底基板202。例如，触觉输出设备210可被形成、沉积、粘合、蚀刻、定位、或以其他方式附接到基底基板202。在一些示例中，触觉输出设备210额外地或替代地被耦合到阳极204a、阴极212a或二者。例如，触觉输出设备210可被电耦合到阳极204a、阴极212a或二者以实现触觉输出设备210与阳极204a、阴极212a或二者之间的电气通信。
触觉输出设备210可以位于触觉使能单元104内的任何合适的位置。例如，触觉输出设备210可以位于发光元件206b邻近、两个发光元件206a-b之间、发光元件206b内、发光元件206b下方、或其组合。在一些示例中，触觉输出设备210被合并到发光元件206b中，并且步骤1104和1108被组合。
在步骤1110中，至少一个电极214被耦合到触觉输出设备210。例如，至少一个电极214可被形成、沉积、粘合、蚀刻、定位、或以其他方式附接到触觉输出设备210。在一些示例中，至少一个电极214可被电耦合到触觉输出设备210以实现至少一个电极214和触觉输出设备210之间的电气通信。至少一个电极214可以与阳极204a和阴极212a分开，并且可以用于独立于发光元件206b来控制触觉输出设备210。
在一些示例中，重复步骤1102-1110中的一些或全部以将附加组件添加到触觉使能单元104。例如，可以重复步骤1102-1106以将另一阳极、发光元件和阴极添加到触觉使能单元104，以使得触觉使能单元104能够产生多种颜色的可见光。作为另一示例，可以重复步骤1108-1110以将另一(例如，不同类型的)触觉输出设备添加到触觉使能单元104。
在步骤1112中，上基板302被耦合到阴极212a、电极214或两者。例如，上基板302可被形成、沉积、粘合、定位、或以其他方式附接到阴极212a、触觉输出设备210、电极214、或其任意组合。上基板302可被定位为使得上基板302的较薄部分被耦合到和/或接触触觉输出设备210。这可以使得触觉输出设备210所产生的触觉效果更容易地通过触觉使能单元104来传播。
可以重复图11的过程中的一些或全部以创建可以共同形成视觉显示器102的多个触觉使能单元104。该过程可被重复任意次数以创建具有相同或不同特性的任意数目的触觉使能单元104。
图12是根据一些方面的用于操作包括触觉使能单元104的视觉显示器的过程的示例的流程图。图12的步骤可被实现在程序代码中和/或可以由一个或多个处理器(或“处理设备”)执行。在一些示例中，图12中示出的一个或多个步骤可被省略或者以不同的顺序执行。类似地，还可以执行图12中未示出的附加步骤。参考上述组件描述以下步骤。
在步骤1202中，提供具有多个触觉使能单元104的视觉显示器102。例如，视觉显示器102可以至少部分地通过执行图11中所示的过程来制造，并且被合并到计算设备100中(或与计算设备100电耦合)。
在步骤1204中，处理设备(例如，计算设备100的处理器1002或本地处理器1032)确定要输出触觉效果。在一些示例中，处理设备基于事件确定要输出触觉效果。例如，处理设备可以基于计算设备100接收到特定内容(例如，电话呼叫、文本消息、电子邮件、音频文件、视频文件、流数据等)；处于某个物理位置(例如，在商店、商场、住宅、建筑物等中)；发送某些内容；执行某个应用程序或某个软件(例如，游戏或实用程序)；经由传感器1030检测到特定环境特征；或其任何组合来确定要输出触觉效果。
在一些示例中，处理设备基于用户输入来确定要输出触觉效果。用户输入可以经由触摸屏显示器(例如，视觉显示器102)、鼠标、键盘、或另一用户接口组件来提供。例如，用户可以接触在视觉显示器102上显示的gui对象(例如，虚拟按钮、滑块、图像、图标、或菜单)。触摸传感器1008可以检测接触并将传感器信号发送到处理设备。处理设备然后可以基于传感器信号确定要输出触觉效果。
在一些示例中，处理设备经由将事件与触觉效果相关联的查找表来确定要输出触觉效果。处理设备可以使用查找表来将检测到的事件映射到相应的触觉效果。例如，处理设备可以使用查找表来将特定事件(例如，接到电话呼叫)映射到相应的触觉效果(例如，高振幅振动)。在一些示例中，查找表可以指示对于某些事件不输出触觉效果。例如，特定事件(例如，打开电子表格应用)可能未被列在查找表中，或者可能在查找表中没有相应的触觉效果，这可能指示不输出触觉效果。
在一些示例中，处理设备确定要输出的触觉效果。例如，处理设备可以使用触觉效果确定模块1026、上述查找表、或算法来确定响应于特定事件或事件的组合要输出哪个触觉效果。例如，用户可能正在玩视频游戏。响应视频游戏中的爆炸事件，处理设备可以访问查找表以确定爆炸事件被映射到振动触觉效果。因此，处理设备可以选择输出振动触觉效果。处理器然后可以基于例如爆炸的大小、用户的虚拟角色与爆炸的接近度、和/导致爆炸的设备或材料之间的关系(例如，算法)来确定振动触觉效果的幅度和/或频率。
在步骤1206中，处理设备基于触觉效果来选择触觉使能单元104。例如，处理设备可以确定将触觉效果输出到视觉显示器102的左下区域，并且选择该区域中的触觉使能单元104以提供局部触觉效果。作为另一示例，处理设备可以确定触觉效果是用于模拟沿着视觉显示器102的移动，并且选择一组触觉使能单元来顺序地致动以产生触觉效果。作为又一示例，处理设备可以确定要跨整个视觉显示器102输出触觉效果，并且选择视觉显示器102中的所有触觉使能单元104。处理设备可以选则任意数目和组合的触觉使能单元104以产生任意数目或组合的触觉效果。
在一些示例中，处理设备通过访问查找表来选择触觉使能单元104。查找表可以将视觉显示器102的区域(例如，像素或部分)映射到触觉使能单元104。在一个示例中，查找表包括视觉显示器102的区域的列表。每个区域可被映射到一个或多个触觉使能单元104。处理设备可以确定将触觉效果输出到视觉显示器102的特定区域，并且使用查找表来确定对应于该区域的触觉使能单元104。例如，用户可以接触在视觉显示器102上输出的虚拟按钮。处理设备可以(经由触摸传感器1008)检测接触并且确定要向用户输出触觉效果。为了输出触觉效果，处理设备可以使用查找表来确定哪些触觉使能单元104对应于用户正在接触的视觉显示器102的区域。处理设备然后可以制动那些触觉使能单元104以产生触觉效果，该触觉效果可以由用户在视觉显示器102的表面处感觉到。
在一些示例中，处理设备使用算法来选择触觉使能单元104。算法的示例可以包括视觉显示器102上的接触位置和与接触位置相关联(例如，位于其下方)的触觉使能单元104的物理位置之间的数学关系。处理设备可以使用算法来确定哪些触觉使能单元104对应于接触位置。处理设备然后可以制动那些触觉使能单元104以产生触觉效果。
在步骤1208中，处理设备经由所选择的触觉使能单元104的触觉输出设备210来输出触觉效果。例如，处理设备可以将一个或多个触觉信号发送到触觉输出设备210自身；耦合到触觉输出设备210的阳极204a-b；耦合到触觉输出设备210的阴极212a-b；耦合到触觉输出设备210的(一个或多个)电极214a-b；或其任何组合。触觉信号可以是具有被配置为使得触觉输出设备210产生触觉效果的特性(例如，幅度、频率、持续时间、波形等)的电信号。触觉输出设备210可以响应于触觉信号来生成触觉效果。处理设备可以将任意数目和组合的触觉信号发送到任意数目和组合的触觉使能单元104以产生触觉效果。
在一些示例中，处理设备使得触觉输出设备210经由一个或多个中间组件来生成触觉效果。例如，处理设备可以将电信号发送到耦合到触觉输出设备210的电路或组件(例如，电源)。电气组件可以响应地生成触觉信号(例如，二进制串位或另一波形)并将触觉信号发送到触觉输出设备210。触觉输出设备210然后可以响应于触觉信号来输出触觉效果。
用于单元内触觉的额外的系统和设备
图13是根据一些方面的触觉使能单元104的另一示例的分解图。在该示例中，触觉使能单元104形成lcd的像素。
触觉使能单元104包括具有垂直轴的偏振滤光器1302，用于在光进入触觉使能单元104时对光进行偏振。触觉使能单元104还包括第一基板1304(例如，玻璃基板)。第一基板1304包括电极，例如，铟锡氧化物(ito)电极。第一基板1304可以具有与偏振滤光器1302的垂直轴对准的垂直脊。触觉使能单元104还包括液晶层1306。液晶层1306可以包括(一个或多个)扭曲向列(“tn”)型液晶层或(一个或多个)平面内切换(“ips”)型液晶层。在该示例中，触觉使能单元104还包括第二基板1308。第二基板1308包括电极，例如，ito电极。第二基板1308可以具有与另一偏振滤光器1310的水平轴对准的水平脊。触觉使能单元104还包括基底基板202。基底基板202可以包括用于将光反射回观察者的反射材料，或光源(例如，如果lcd是背光lcd)。
在该示例中，触觉使能单元104还包括触觉输出设备210。触觉输出设备210可以位于液晶层1306内或者触觉使能单元104中的其他地方。触觉输出设备210可以根据本公开中其他地方所讨论的一个或多个方法经由第一基板、第二基板或两者中的电极来致动。
在一些示例中，触觉使能单元104的一个或多个组件的物理特性被配置为改善或抑制触觉效果通过触觉使能单元104的传播(例如，如上面关于图8所讨论的)。例如，偏振滤光器1302、第一基板1304或两者可以是不均匀的形状。在一个特定示例中，偏振滤光器1302和第一基板1304具有用于改善振动通过触觉使能单元104的传播的凹陷区域。
其他示例可以包括更多组件、更少组件、不同组件、或图13中示出的组件的不同组合。例如，一些示例可以包括位于液晶层1306和/或触觉使能单元104的其他层中的附加触觉输出设备210。
图14a-b是根据一些方面的用于产生单元内触觉的车辆计算系统1400的示例。车辆计算系统1400可以是车载用户接口系统的一部分，例如，用于提供针对各种功能(例如，查看和/或控制车辆状态、机舱温度、导航、收音机、通话和文字、或其他功能)的用户交互的中央控制台系统和/或车辆仪表板系统。
车辆计算系统1400包括视觉显示器102。视觉显示器102包括触觉使能单元104。触觉使能单元104可被布置为矩阵并且被配置为向用户提供触觉效果和视觉信息。在该示例中，视觉显示器102是触敏的以供接收触摸输入。
在一些示例中，车辆计算系统1400可以包括用于支撑视觉显示器102的安装系统1502。安装系统1502可以用作支撑视觉显示器102的重量的悬架系统。安装支撑1504可以将视觉显示器102和安装系统1502附接到主体1506(例如，车辆的仪表板或中央控制台的主体)的安装表面1508。例如，安装支撑1504可以是刚性块，其一端被附接到安装系统1502并且另一端被附接到安装表面1508。
用户可以按压视觉显示器102的位置来提供触摸输入。例如，用户可以按压视觉显示器102以选择在视觉显示器102上显示的按钮，或者提供一些其他用户输入。在一个示例中，当用户按压或以其他方式在视觉显示器102的触摸表面上施加外力时，安装系统1502可能变形。安装系统1502的致动器或一组致动器也可以通过外力而变形，并且可以通过将变形转换为一个或多个电信号来用作换能器或一组换能器。一个或多个电信号中的每一个都可被视为可用于检测触摸输入的传感器信号。响应于在该位置处检测到触摸输入，车辆计算系统1400可以激活视觉显示器102的一个或多个触觉使能单元104以提供对应于该触摸输入的一个或多个触觉效果。例如，车辆计算系统1400可以激活触摸位置处的一组触觉使能单元104以在触摸位置处产生振动。
在一些示例中，安装系统1502还在用户向视觉显示器102施加外力时提供触觉效果。例如，安装系统1502可以响应于用户向视觉显示器102施加外力来变形用户可以感知的量。在这样的示例中，变形可被用于模拟例如被按下的机械按钮。例如，当用户按压视觉显示器102上的位置时，安装系统1502可以变形用户可以检测的足够的量，并从而可以辅助再现按钮被按下的感觉。用户可以结合由视觉显示器102的触觉使能单元104输出的一个或多个其他触觉效果(例如，由视觉显示器102输出的振动)来感知该变形。因此，安装系统1502可以补充由视觉显示器102提供的触觉效果。
单元内触觉的优势
单元内触觉有许多优势。包括触觉使能单元的视觉显示器可比其他类型的触觉反馈设备更薄、更便宜、更易于安装、和/或更易于制造。例如，零售商可以选择在其商店中安装新的交互式显示器。交互式显示器可以包括能够全部在单个集成单元中提供视觉输出、触摸感测和触觉反馈的触觉使能单元，单个集成单元使得安装简单。作为另一示例，智能电话制造商可能希望将触觉反馈合并到其下一智能电话。不同于必须将单独的显示器和触觉组件合并到智能电话中，智能电话制造商可以简单地合并包括触觉使能单元的视觉显示器。这可能更便宜、更快、并且不麻烦。
在一些示例中，包括触觉使能单元的视觉显示器可以产生高度局部化的触觉效果。例如，一些示例可以产生针对视觉显示器的特定区域的触觉效果，而不是振动整个视觉显示器或计算设备(这可能导致困惑、嘈杂或混乱的触觉效果)。
本公开的一些示例可以是柔性、可弯曲、或者以其他方式可变形的，并且仍能够产生触觉效果。例如，包括触觉使能单元的视觉显示器可以围绕商店中的圆柱形柱、作为智能手表的一部分围绕用户的手腕、作为智能指环的一部分围绕用户的手指、或者围绕墙壁的弯曲表面。视觉显示器可能仍然能够接收触摸输入、提供触觉输出或两者。
总体考虑
上面讨论的方法、系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略、替代、或添加各种程序或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行方法，和/或可以添加、省略、和/或组合各个阶段。此外，相对于一些配置所描述的特征在各种其他配置中可被组合。可以以类似的方式来组合配置的不同方面和要素。此外，技术在发展，因此许多要素是示例并且不限制本公开或权利要求的范围。
在描述中给出具体细节以提供对示例配置(包括实现方式)的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施配置。例如，公知的电路、过程、算法、结构和技术已经在没有不必要的细节的情况下被示出，以便避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，配置的前述描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，配置可以被描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管各自可以将操作描述为顺序过程，但许多操作可以并行或同时执行。此外，可以重新排列操作的顺序。过程可以具有未包括在附图中的另外的步骤。此外，方法的示例可以通过硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言、或其任意组合来实现。当在软件、固件、中间件或微码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可被存储在诸如存储介质之类的非暂态计算机可读介质中。处理器可以执行所描述的任务。
已经描述了若干示例配置，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等同物。例如，以上要素可以是更大系统的组件，其中，其他规则可以优先于或以其他方式修改本发明的应用。此外，可以在考虑以上要素之前、期间或之后进行多个步骤。因此，以上描述不限制权利要求的范围。
本文对“适用于”或“配置为”的使用表示开放性和包容性的语言，不排除设备适用于或配置为执行另外的任务或步骤。此外，对“基于”的使用旨在是开放性和包容性的，“基于”一个或多个所叙述的条件或值的过程、步骤、计算、或其他动作在实践中可以基于除了所叙述之外的另外的条件或值。本文包括的小标题、列表、以及编号仅是为了便于解释，并且不意味着限制。
根据本主题的各方面的示例可以在数字电子电路中、在计算机硬件、固件、软件、或前述的组合中实现。在一个示例中，计算机可以包括一个或多个处理器。处理器包括或可以访问计算机可读介质，例如，耦合到处理器的随机存取存储器(ram)。处理器执行存储在存储器中的计算机可执行程序指令，例如，执行包括传感器采样例程、选择例程和其他例程的一个或多个计算机程序以执行上述方法。
这类处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)和状态机。这类处理器还可以包括可编程电子设备，例如，plc、可编程中断控制器(pic)、可编程逻辑设备(pld)、可编程只读存储器(prom)、电子可编程只读存储器(eprom或eeprom)、或其他类似设备。
这类处理器可以包括介质或可以与介质进行通信，例如，有形计算机可读介质，其可以存储指令，当由处理器执行时，这些指令可以使得处理器执行本文描述的如由处理器执行或辅助的步骤。计算机可读介质的示例可以包括但不限于能够提供具有计算机可读指令的处理器(例如，网络服务器中的处理器)的电子、光、磁、或其他存储设备。介质的其他示例包括但不限于：软盘、cd-rom、磁盘、存储器芯片、rom、ram、asic、配置的处理器、所有光学介质、所有磁带或其他磁介质、或计算机处理器可以从其进行读取的任意其他介质。此外，各种其他设备可以包括计算机可读介质，例如，路由器、专用或公共网络、或其他传输设备。所描述的处理器和处理可以在一个或多个结构中，并且可以通过一个或多个结构来分散。处理器可以包括用于执行本文描述的方法(或方法的部分)中的一个或多个的代码。
尽管本主题已经相对于其中的具体示例进行了详细描述，但将理解的是，本领域技术人员在获得对上述内容的理解之后可以容易地产生对这些示例的更改、变化和等同物。因此，应理解的是，本公开为了示例而非限制的目的被呈现，并且不排除包括如对于本领域普通技术人员将显而易见的对本主题的这类修改、变化和/或添加。